Ein effizientes Verfahren zur Wassergewinnung aus feuchter Luft haben amerikanische Wissenschaftler entwickelt. In der Apparatur laufen kalte Wassertropfen an Baumwollfäden herunter. Nach Angaben der Forscher liegt die Kondensationsrate etwa dreimal so hoch wie die besten Werte vergleichbarer Verfahren. Die Gruppe um Abolfazl Sadeghpour von der University of California in Los Angeles stellt ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift «Science Advances» vor.

Über das Wasser blasen

«Die wachsende Besorgnis über die Süßwasserknappheit motiviert zur Entwicklung kompakter und wirtschaftlicher Dampfabscheide-Verfahren zur dezentralen thermischen Entsalzung oder zum Sammeln von Wasser», schreiben die Forscher. Sie konzentrierten sich in ihrer Studie auf den zweiten Schritt zur Nutzbarmachung von Salzwasser, aber auch von Abwasser. Im ersten Schritt wird trockene Luft befeuchtet, indem sie über warmes Salz- oder Abwasser geblasen wird. Im zweiten Schritt wird die Luft gekühlt, der Wasserdampf schlägt sich nieder wie an einer kalten Glasscheibe und kann aufgefangen werden.

Im experimentellen Aufbau von Sadeghpour und Kollegen werden senkrecht gespannte Baumwollfäden von oben mit einem dünnen Wasserfilm benetzt. An den Fäden bildet das Wasser kleine Tropfen, ohne dass eine Sprayvorrichtung nötig wäre. Von unten wird feuchte, warme Luft den laufenden Tropfen entgegengeblasen. Die vielen Tropfen vergrößern die Oberfläche des Wasserfilms auf den Baumwollfäden, die ihrerseits durch ihre Rauigkeit verhindern, dass die Tropfen zu schnell herabfließen. Die längere Verweildauer der Wassertropfen auf den Fäden hilft dabei, dass mehr Wassermoleküle aus der Luft ins flüssige Wasser übertreten können.

Kleine Tropfen, große Tropfen

Die Tropfen bilden nicht nur eine größere Oberfläche als ein glatter Wasserfilm, sie sind auch so aerodynamisch, dass sie die warme, feuchte Luft kaum abbremsen. Oder technisch gesprochen: Das Verfahren minimiert den Druckabfall im Luftstrom. Je mehr Wasserdampf die Tropfen aufnehmen, desto größer und schwerer werden sie. Im unteren Bereich der Fäden laufen sie deshalb schneller und immer wieder vereinigen sich zwei Tropfen zu einem großen, bevor sie in den Sammelbehälter fallen.

Die Forscher sehen in ihrem Verfahren eine effiziente und energiesparende Methode zur Wassergewinnung. Denn auch ohne die künftigen Folgen des Klimawandels ist der Bedarf an frischem und sauberem Wasser schon jetzt hoch: «Wissenschaftler haben herausgefunden, dass mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung in Gebieten lebt, in denen länger als einen Monat pro Jahr große Wasserknappheit herrscht», schreibt das Team um Sadeghpour. (Stefan Parsch, dpa)